DE69320593T2

DE69320593T2 - Knochenplattensystem

Info

Publication number: DE69320593T2
Application number: DE69320593T
Authority: DE
Inventors: Charles B. Hanson Ma 02341 Worrick Iii; Ronald A. Phoenix Az 85013 Yapp
Original assignee: Codman and Shurtleff Inc
Current assignee: Codman and Shurtleff Inc
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1993-11-24
Publication date: 1999-03-04
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: BR9304828A; US5549612A; US5616144A; CA2109907C; KR940010976A; EP0599640B1; JPH06277228A; CA2109907A1; ES2124288T3; DE69320593D1; JP3373270B2; MY118445A; TW310270B; EP0599640A1; KR100203219B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung betrifft Osteosynthese-Platten und insbesondere solche Platten, die zum Immobilisieren benachbarter Wirbelknochen verwendbar sind.
Die ordnungsgemäße Heilung verletzter oder beschädigter Skeletteile erfordert die Immobilisierung der verletzten Skelettsegmente, um das ordnungsgemäße Wachstum des neuen Knochengewebes zwischen den Segmenten zu sichern. Unzureichende Immobilisierung kann den Heilungsprozeß stören und zu weiteren Komplikationen oder Verletzungen führen.
Osteosynthese-Platten sind bereits verwendet worden, um benachbarte Skeletteile, wie beispielsweise Knochen, zu immobilisieren. Typischerweise wird eine starre Platte angeordnet, um Knochen oder Knochensegmente zu überbrücken, die zueinander immobilisiert werden müssen. Die Platte wird beispielsweise mittels Knochenschrauben am Knochen befestigt, so daß die Platte mit dem Knochen im Kontakt bleibt und die Knochen oder Knochensegmente immobilisiert werden.
Derartige Platten sind bereits verwendet worden, um sehr verschiedene Knochen zu immobilisieren, und in der letzten Zeit sind sie auch an die Verbindung und Immobilisierung benachbarter Wirbelknochen angepaßt worden. Die Morphologie der Wirbelsäulenknochen ergibt einzigartige Herausforderungen bezüglich der Konstruktion wirksamer Osteosynthese-Platten zur Verbindung von Wirbelkörpern.
EP-A-0 201 024, das die Grundlage für den Oberbegriff von Anspruch 1 bildet, offenbart eine Knochenplatte mit einer Vielzahl von Schraubenlöchern und einer Sicherungsplatte, welche durch die Schrauben gesichert wird, wenn diese in den Schraubenlöchern positioniert worden sind.
FR-A-2 435 243 offenbart eine Knochenplatte mit einer Anzahl in den Knochen eindringender Vorsprünge auf der den Knochen berührenden Fläche der Platte, um deren Immobilisierung zu verbessern.
Unter den Herausforderungen, die bei der Verbindung von Wirbelknochen auftreten, ist das wirksame Einsetzen einer Platte hervorzuheben, welche der Wanderung infolge von Drehungs- und Verschiebungskräften widersteht. Bei einer Platte, die in einer solchen Umgebung wirkungsvoll einsetzbar ist, müssen die Schrauben im Knochen genau positioniert und verankert sein. Bei einigen bekannten Plattenkonstruktionen werden langgestreckte, schlitzartige Öffnungen für die Plazierung der Schrauben in der Platte angewandt. Wenn dies auch eine gewisse Freiheit bei der Positionierung der Platten der Schrauben ergibt, so besteht doch die Gefahr eines Rutschens zwischen Platte und Schraubenkopf entlang der Längsachse der Platte. Derartige Platten sind auch schon, angepaßt an die Form der Wirbelkörper, wo sie anliegen sollen, entwickelt worden.
Ungeachtet des Vorhandenseins von Osteosynthese-Plattensystemen, die zur Verwendung bei der Verbindung von Wirbelknochen geeignet sind, bleibt die Forderung nach einem Osteosynthese-Plattensystem, das sicher zwischen benachbarten Knochen oder Knochensegmenten, insbesondere Wirbelknochen, angebracht werden kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Osteosynthese-Plattensystem zu schaffen, welches die Immobilisierung benachbarter Knochen oder Knochensegmente maximiert. Eine andere Aufgabe ist es, ein solches System zur Anwendung bei der Verbindung benachbarter Wirbelknochen zu schaffen. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Osteosynthese- Plattensystem zur Anordnung auf der Anteriorfläche von Wirbelknochen zu schaffen, um zwei oder mehr benachbarte Wirbelknochen zu immobilisieren. Eine Aufgabe ist es auch, ein Osteosynthese-Plattensystem zur Anordnung auf der Posteriorfläche von Wirbelknochen zu schaffen, um zwei oder mehr benachbarte Wirbelknochen zu immobilisieren. Eine weitere Aufgabe ist es, ein derartiges Plattensystem zu schaffen, das derart ausgebildet ist, daß es mit mehr Sicherheit am Knochen befestigt werden kann. Weitere Aufgaben werden durch das Studium der folgenden Offenbarung verdeutlicht.

Zusammenfassung der Erfindung

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Osteosynthese- Plattensystem geschaffen, welches benachbarte Knochen oder Knochensegmente wirksam immobilisiert und welches eine verbesserte Steifigkeit sowie Befestigung am Knochen aufweist. Das Plattensystem nach der vorliegenden Erfindung ist zur Anwendung bei der Verbindung benachbarter Wirbelknochen, insbesondere von Wirbelknochen in der Halswirbelsäule, gut geeignet.
Das Plattensystem nach der vorliegenden Erfindung ist in den Ansprüchen definiert und umfaßt ein starres, langgestrecktes Plattenelement, welches derart ausgebildet ist, daß es benachbarte Knochen oder Knochensegmente überbrückt oder immobilisiert.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist das Plattensystem zur Anbringung auf der Anteriorfläche von Wirbelknochen eingerichtet, um zwei oder mehr benachbarte Wirbelknochen zu überbrücken und zu immobilisieren. Das Plattensystem umfaßt ein langgestrecktes Plattenelement mit einer Vielzahl im wesentlichen runder Schraubenlöcher, welche sich durch das Element erstrecken. Jedes der Schraubenlöcher hat eine im wesentlichen kugelige Paßfläche, welche zum Einpassen von Knochenschrauben mit kugeligem Kopf geeignet ist, unbegrenzte Freiheitsgrade in der Winkelrichtung der Schrauben zu ermöglichen. Die den Knochen berührende Fläche der Platte weist eine Anzahl in den Knochen eindringender Vorsprünge auf, welche infolge von Druckkräften, die bei der Befestigung der Platte am Knochen mittels Knochenschrauben erzeugt werden, in den Knochen eindringen. Wenn die Platte ordnungsgemäß eingesetzt ist, liegen die ebenen Bereiche derselben flach am Knochen an.
Das Plattensystem weist auch einen Sicherungsmechanismus auf, der in das Plattenelement integriert ist und zu einem oder mehreren der Schraubenlöcher benachbart ist. Der Sicherungsmechanismus bewirkt, daß die Knochenschraube am Plattenelement festgelegt ist, um eine Axial- und Drehbewegung der in den Schraubenlöchern eingepaßten und im Knochen verankerten Knochenschrauben zu verhindern. Der Sicherungsmechanismus kann aus einem drehbaren Nocken bestehen, der in dem Element, benachbart zu einer oder mehreren der Schraubenlöcher, angeordnet ist. Der Nocken hat vorzugsweise Eiform und ist derart drehbar, daß er sich an die Oberfläche eines Schraubenkopfes, der in einem dem Nocken benachbarten Schraubenloch eingepaßt ist, derart anlegt, daß eine Axial- und Drehbewegung der Schraube verhindert wird. Als Alternative kann der Sicherungsmechanismus auch aus einem auslenkbaren Arm, der Bestandteil einer Schraubenlochpassung ist sowie aus einem im Element benachbart zum auslenkbaren Arm angebrachten Nocken bestehen. Der Nocken ist drehbar, so daß er bei einer Drehung eine Kraft auf den auslenkbaren Arm ausübt, die den Arm wiederum veranlaßt, eine radiale Kraft auf den Schraubenkopf auszuüben, um eine Dreh- und Axialbewegung der Schraube zu verhindern.
Bei einer anderen Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Plattensystem besonders ausgebildet, um auf der Posteriorfläche von zwei oder mehr Wirbelknochen, insbesondere Halswirbelknochen, angebracht zu werden. Das Plattenelement hat eine Fläche, welche den Knochen berührt und eine andere Fläche, welche vom Knochen abgewandt ist. In der Platte sind mindestens zwei Schraubenlöcher im Abstand voneinander angeordnet, welche kugelige Senkungen aufweisen, und jedes von ihnen ist zur Aufnahme einer Knochenschraube ausgebildet. Vorzugsweise sind die Schraubenlöcher untereinander in der Längsachse des Plattenelementes angeordnet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schraubenlöcher in gewünschten Winkeln zur Längs- und Querachse des Plattenelementes ausgerichtet, um eine richtige Positionierung der Knochenschraube im Loch und demzufolge eine richtige Winkelausrichtung der Schraube im Knochen sicherzustellen. Die den Knochen berührende Fläche des Plattenelementes weist eine Vielzahl von Vorsprüngen auf, deren jeder so ausgebildet ist, daß er die Kortikalschicht des Knochens durchdringt, um die Haftung Knochen/Platte zu verbessern. Druckkräfte, die von der Verwendung von Schrauben zur Befestigung der Platte am Knochen herrühren, veranlassen das Eindringen der Vorsprünge in den Knochen, so daß die ebenen Bereiche der den Knochen berührenden Fläche im wesentlichen am Knochen anliegen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine anteriore Osteosynthese-Platte nach der vorliegenden Erfindung, die an der Anteriorfläche der Halswirbelsäule befestigt ist.
Fig. 2 ist eine Ansicht der den Knochen berührenden Fläche der Anteriorplatte von Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Ansicht der den Knochen nicht berührenden Fläche der Anteriorplatte von Fig. 1.
Fig. 4 ist ein Längsschnitt der in Fig. 3 dargestellten Platte entlang der Linie 4-4.
Fig. 4A ist eine Detaildarstellung eines Teiles der in Fig. 4 dargestellten Platte.
Fig. 5 ist ein Querschnitt der in Fig. 3 dargestellten Platte entlang der Linie 5-5.
Fig. 6A ist eine Darstellung eines bei der Anteriorplatte nach der vorliegenden Erfindung anwendbaren Schraubensicherungsmechanismus in einer ungesicherten Stellung.
Fig. 6B ist eine Darstellung eines bei der Anteriorplatte nach der vorliegenden Erfindung anwendbaren Schraubensicherungsmechanismus in einer gesicherten Stellung.
Fig. 7A ist eine Darstellung einer anderen Ausführungsform eines bei der Platte nach der vorliegenden Erfindung anwendbaren Schraubensicherungsmechanismus in einer ungesicherten Stellung.
Fig. 7B ist eine Darstellung einer anderen Ausführungsform eines bei der Platte nach der vorliegenden Erfindung anwendbaren Schraubensicherungsmechanismus in einer gesicherten Stellung.
Fig. 8 stellt ein Paar Posterior-Osteosynthese-Platten nach der vorliegenden Erfindung dar, welche an der Posteriorfläche der Halswirbelsäule befestigt sind.
Fig. 9 stellt die den Knochen berührende Fläche einer Posterior-Osteosynthese-Platte nach der vorliegenden Erfindung dar.
Fig. 10A ist eine Seitenansicht der Platte von Fig. 9.
Fig. 10B ist eine Ansicht der den Knochen nicht berührenden Fläche der Platte von Fig. 10A.
Fig. 11 ist eine detaillierte Ansicht des Bereiches 11 der Fig. 10A.
Fig. 12 ist eine Ansicht eines Schnittes der in Fig. 10A dargestellten Platte entlang der Linie A-A.
Fig. 13A ist eine Seitenansicht einer Posterior- Osteosynthese-Platte nach der vorliegenden Erfindung, die zur Anbringung am Halswirbelknochen 2 und darunter eingerichtet ist.
Fig. 13B ist eine Ansicht der den Knochen nicht berührenden Fläche der Platte von Fig. 13A.
Fig. 14 ist eine Darstellung eines Schnittes der Platte von Fig. 13A entlang der Linie B-B.
Fig. 15A ist eine Ansicht der den Knochen nicht berührenden Fläche einer alternativen Ausführungsform einer Posteriorplatte.
Fig. 15B ist eine Seitenansicht der in Fig. 15A dargestellten Platte.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die erfindungsgemäßen Osteosynthese-Platten sind zur Fixierung und Immobilisierung benachbarter Knochen und/oder Knochensegmente anwendbar. Die Platten sind zur Anwendung bei der Verbindung benachbarter Wirbelknochen, insbesondere Halswirbelknochen, bestens geeignet. Die Platten sind derart eingerichtet, daß sie entweder an der Anteriorfläche oder an der Posteriorfläche der Wirbelknochen angebracht und dort vorzugsweise mittels Knochenschrauben befestigt werden können. Die Platten sind dazu gedacht, benachbarte Skelettsegmente zu immobilisieren, um die Heilung zu fördern. Als Ergebnis einer solchen Immobilisierung wird zwischen den benachbarten Segmenten neues Knochengewebe wachsen, was zum Verwachsen der Segmente führt.
Fig. 1 zeigt ein Osteosynthese-Plattensystem 10, das zur Befestigung an der Anteriorfläche der Halswirbelsäule ausgebildet ist. Das System 10 umfaßt eine Anterior-Osteosynthese- Platte 12 mit einer Anzahl darin angebrachter Knochenschrauben 14, die sich durch die Schraubenlöcher 19 und 20 in der Platte erstrecken, so daß die Platte bei der Verankerung im Knochen gegen denselben gepreßt wird. Die Knochenschrauben 14 können in der Platte 12 durch einen Sicherungsmechanismus 15, der eine Dreh- oder Axialbewegung der Schraube verhindert, gesichert werden. Wie dargestellt, ist der Sicherungsmechanismus vorzugsweise jedem Schraubenloch 19 und 20 benachbart, um die Schrauben 14 in bezug auf die Platte 12 zu sichern.
Die Fig. 2 bis 5 illustrieren das Osteosynthese- Plattensystem 10 der Erfindung noch weiter. Wie in Fig. 2 dargestellt, hat die Platte 12 eine texturierte, den Knochen berührende Fläche 18, die eine Vielzahl in den Knochen eindringender Vorsprünge 26 aufweist. Die in den Knochen eindringenden Vorsprünge 26 bestehen vorzugsweise aus parallelen, im Abstand voneinander angeordneten Reihen kurzer Vorsprünge mit dreieckiger oder zahnförmiger Form. Die Vorsprünge 26 sind im wesentlichen in gleicher Höhe in Reihen 27 angeordnet, die entlang der Längsabmessung der Platte gleichen Abstand voneinander haben, wobei sich jede Reihe vorzugsweise parallel zur Querachse 23 der Platte erstreckt.
Wie in den Fig. 4 und 4A dargestellt, sind die Vorsprünge 26 im wesentlichen dreieckig oder zahnförmig mit spitzen Winkeln von etwa 60º und 30º ausgebildet. Eine Basis 28 wird von der Fläche 18 der Platte gebildet und eine Hypothenuse 30 steigt zur Dickenachsen- (oder Z-Achsen-)Mittelinie 32 der Platte 18 hin an. Der kurze Schenkel 34 ist vorzugsweise 0,5 mm hoch. Die Vorsprünge sind vorzugsweise mit ihren Schneid kanten 29 zur Dickenachsen-Mittellinie 32 der Platte hin ausgerichtet.
Die den Knochen nicht berührende Fläche 36 der Platte 12, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, weist eine Vielzahl von Schraubenlöchern 19 und 20 auf, welche sich durch die Platte erstrecken und zum Einpassen von Knochenschrauben eingerichtet sind. Benachbart zu einem jeden Schraubenloch 19 und 20 ist vorzugsweise ein Sicherungsmechanismus 15 angeordnet. Der Sicherungsmechanismus 15 kann aus einem drehbaren Nockenelement 24 bestehen, welches dauernd in einer Öffnung 22 untergebracht ist. Die Schraubenlöcher 19 und 20 haben, wie dargestellt, vorzugsweise eine im wesentlichen runde Form, um dadurch feste Positionierungslöcher für die Anbringung von Schrauben zu schaffen. Die Schraubenlöcher haben ferner kugelige Paßflächen, welche einem kugeligen Kopf an der Schraube entsprechen, um eine bessere Passung der Schraube im Schraubenloch sowie einen unbegrenzten Winkel-Freiheitsgrad hinsichtlich der Richtung der Schraube zu ermöglichen. Die runden Schraubenlöcher 19 und 20 sind vorteilhaft, da die Platten auf diese Weise wenig anfällig für Längsbewegungen relativ zu den Schrauben sind. Manchmal treten jedoch auch langgestreckte, schlitzförmige Schraubenlöcher auf.
Wie oben bemerkt, weist das erfindungsgemäße Plattensystem 10 einen Sicherungsmechanismus 15 auf, der Axial- und Drehbewegungen der Knochenschrauben 14 verhindert, wenn die Platte einmal an Wirbelknochen befestigt ist. Die Fig. 6A und 6B illustrieren eine Ausführungsform des Sicherungsmechanismus 15, bei welcher ein drehbares Nockenelement 24 ständig in einer zum Schraubenloch 20 benachbarten Öffnung 22 untergebracht ist. Bei ungesicherter Stellung des Nockens, wie sie in Fig. 6A dargestellt ist, kann eine (nicht dargestellte) Schraube in das Schraubenloch 20 zur Verankerung im Knochen eingesetzt werden. Wenn die Schraube vollständig eingedreht ist, wird der Nocken 24 um etwa 90º gedreht, wie es in Fig. 6B dargestellt ist, so daß seine Oberfläche auf eine in das Schraubenloch 20 eingesetzte Schraube trifft und auf diese Weise eine Dreh- und/oder Axialbewegung der Schraube verhindert wird. Ein solches in die Osteosynthese-Platte integriertes Sicherungssystem ist vor allen in der Hinsicht vorteilhaft, daß der Chirurg nicht mit kleinen mechanischen Teilen hantieren muß, die zur Sicherung in die Platte eingesetzt werden müssen. Weiterhin wird ein solcher dauernd eingesetzter Nocken einfach in eine Sicherungsstellung gedreht, damit er sich an die Schraube anlegt.
Die Fig. 7A und 7B illustrieren einen Sicherungsmechanismus 35, der eine andere Ausführungsform der Erfindung bildet. Der Sicherungsmechanismus besteht aus einem Schraubenloch 20 zur Aufnahme einer Knochenschraube (nicht dargestellt) und einem dauerhaft in einer Öffnung 40 untergebrachten Nocken 42. Ein Teil 37 der Wand des Schraubenloches 20 bildet einen auslenkbaren Arm 44. An den Arm 44 grenzt ein bogenförmiger Schlitz 38 an, der mit der Öffnung 40 in Verbindung steht.
In der Fig. 7A ist der Sicherungsmechanismus 35 in ungesicherter Stellung dargestellt. In dieser Stellung kann eine Schraube in das Schraubenloch 20 eingesetzt und im Knochen fixiert werden. Wenn sie vollständig befestigt ist, wird der Nocken 42 um etwa 90º in die Sicherungsstellung gedreht, wie in Fig. 7B dargestellt, wodurch auf den auslenkbaren Arm 44 eine Kraft ausgeübt wird. Die von dem Nocken 42 auf den Arm 44 ausgeübte Kraft veranlaßt den Arm 44, sich an den Schraubenkopf 46 im Schraubenloch 20 anzulegen, um eine Axial- und Drehbewegung der Schraube zu verhindern.
Wie bereits bemerkt, sind die Nockenelemente 24 und 42 vorzugsweise dauerhaft an der Platte angebracht. Dies kann, wie der Fachmann leicht einsehen wird, auf vielerlei Art und Weise erreicht werden. Beispielsweise kann der Nocken einen Schaft mit einem Rohrniet an einem Ende aufweisen, womit der Nocken auf der Platte aufgesteckt werden kann.
Die Platte 12 ist vorzugsweise derart aufgebaut, daß sie der Form der Anteriorflächen der Wirbelknochen entspricht, wo sie angebracht werden soll. Idealerweise werden beim Druck auf die Platte, infolge der Wirkung der Knochenschrauben, die in den Knochen eindringenden Vorsprünge 26 in der Kortikalschicht des Knochens eingebettet, und die den Knochen berührende Fläche 18 liegt im wesentlichen an dem Hauptteil des Knochensegmentes an. Das Eindringen der Vorsprünge 26 in den Knochen ergibt eine sicherere Anpassung der Platte an den Knochen. Darüber hinaus wird angenommen, daß der Kontakt der Vorsprünge 26 mit der Knochenhaut einen ausreichenden Antagonismus erzeugen kann, um eine Heilungsreaktion hervorzurufen, was die Bildung von fester Verbindungsmasse verstärken kann.
Wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, ist die Platte sowohl entlang ihrer Längsachse als auch entlang ihrer Querachse gekrümmt, so daß die den Knochen berührende Fläche 18 konkav ist. Diese Anordnung der Platte 12 ist vorteilhaft, um die Platte an die Form der Wirbelknochen anzupassen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ergibt sich die Länge der Platte 12 entlang ihrer Längsachse vorzugsweise aus einem Bogen von minimal etwa 7º bis maximal etwa 25º entlang eines Radius von 203 mm (8,0 Zoll). Die Breite der Platte entlang der Querachse ergibt sich vorzugsweise aus der Ausdehnung eines Bogens von etwa 52º entlang eines Radius von 19 mm (0,75 Zoll).
Es ist vorgesehen, daß die Platte 12 mit ihrer Längsachse 31 kollinear zur Rückenmarks-Mittellinie positioniert und auf der Anteriorfläche der Wirbelkörper befestigt wird. Idealerweise ist die Länge der Platte ausreichend, um die Anteriorfläche der Wirbelknochen von der Oberkante des dem Gehirn am nächsten liegenden Wirbelknochens bis zur Unterkante des dem Steiß am nächsten liegenden Wirbelknochens zu bedecken. Die Länge der Platte und auch die Anzahl der Schraubenlöcher in der Platte hängt natürlich in starkem Maße von der Anzahl der zu verbindenden Wirbelknochen ab. Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Platte ist dazu gedacht, drei Wirbelknochen zu überdecken und weist drei Paar benachbarter, in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Schraubenlöcher auf, wobei jeder Teil eines Paares auf einer Seite von der Längsmittellinie der Platte 12 angeordnet ist. Weiterhin weist die Platte vorzugsweise zwei Schraubenlöcher 19A und 19B auf, die auf der Längsmittellinie der Platte auf entgegengesetzten Seiten der Quermittellinie derselben angeordnet sind. Die Löcher 19A und 19B sind zur wahlweisen Anbringung von Knochen- Transplantatteilen zwischen benachbarten Wirbelknochen gedacht.
Während die oben dargestellte und beschriebene Platte 12 zum Überdecken von drei Wirbelknochen eingerichtet ist, können die Platten auch zum Überdecken einer Anzahl von zwei bis vier Wirbelknochen konstruiert werden. Die Abmessungen von Platten, die eine größere Anzahl von Wirbelknochen überdecken und auch die Anzahl der in diesen Platten anzubringenden Schraubenlöcher dürften dem Fachmann ohne weiteres verständlich sein. Beispielsweise kann eine zur Befestigung zweier Wirbelknochen vorgesehene Platte eine Länge von etwa 24 mm bis 36 mm haben sowie vier Knochenschraubenlöcher und ein Implantatschraubenloch aufweisen. In entsprechender Weise kann eine zur Befestigung von drei Wirbelknochen vorgesehene Platte eine Länge von etwa 38 mm bis 54 mm haben sowie sechs Knochenschraubenlöcher und zwei Implantatschraubenlöcher aufweisen.
Fig. 8 zeigt Osteosynthese-Platten 100, die an den Posteriorflächen der Halswirbel C&sub3;, C&sub4; und C&sub5; befestigt sind und diese verbinden. Wie dargestellt, sind die zur Befestigung auf den Posteriorflächen der Wirbelknochen vorgesehenen Osteosynthese-Platten 100 zum paarweisen Gebrauch konstruiert, um an den Seitenteilen der Wirbelknochen zu beiden Seiten des Dornfortsatzes 101 angebracht zu werden. Die Längsachsen der Platten 100 verlaufen im wesentlichen parallel zur Rückenmarks-Mittellinie. Idealerweise reicht die Längserstreckung der Platten aus, um die Oberfläche der Seitenteile mit den Facetten von der Oberkante des dem Gehirn am nächsten liegenden Wirbelknochens bis zur Unterkante des dem Steiß am nächsten liegenden Wirbelknochens abzudecken. Jede Platte 100 weist eine Vielzahl von Schraubenlöchern 102 auf, deren jedes zur Aufnahme einer Knochenschraube 104 geeignet ist, die ihrerseits zur Befestigung im Seitenteil eines zu verbindenden Wirbelknochens ausgebildet ist. Die Schraubenlöcher 102 sind vorzugsweise entlang der Längsachse der Platte 100 ausgerichtet.
Die den Knochen berührende Fläche 106 der Posteriorplatte 100 weist, wie in den Fig. 9 bis 11 dargestellt, eine texturierte Fläche auf. Die Fläche 106 weist eine Vielzahl paralleler, in Abständen angeordneter Reihen kurzer Vorsprünge 108 auf, welche dreieckige oder zahnförmige Form haben. Vorzugsweise beginnen die zahnförmigen Reihen an den entgegengesetzten Ende der Längserstreckung der Platte 100 und wiederholen sich in Abstandsintervallen bis zur Mitte der Platte hin. Die Vorsprünge 108 sind derart orientiert, daß ihre Schneidkanten 109 zur Dickenachsen- (oder Z-Achsen-)Mittellinie 111 der Platte 100 hin weisen. Wie in den Fig. 10A und 11 dargestellt, ist jeder Vorsprung im wesentlichen als rechtwinkliges Dreieck ausgebildet, dessen Grundlinie 110 mit der den Knochen berührenden Fläche 106 zusammenfällt und dessen Hypothenuse zur Dickenachsen-Mittellinie 111 der Platte 100 hin ansteigend verläuft. Der kurze Schenkel 114 hat eine Höhe von etwa 0,5 mm und ist der Dickenachsen-Mittellinie 111 der Platte 100 zugewandt.
Die Vorsprünge 108 sind dazu vorgesehen, die Kortikalschicht der Wirbelknochen zu durchdringen, wenn die durch die im Knochen verankerten Knochenschrauben 104 ausgeübte Druckkraft einwirkt. Wenn die Platte 100 eingesetzt ist, geben die eingebetteten Zähne der Platte Halt, um einer Wanderung während einer geradlinigen oder einer Drehbewegung zu widerstehen. Darüber hinaus liegt die den Knochen berührende Fläche 106 im wesentlichen am Wirbelknochen an, wenn die Platten 100 eingesetzt und die Vorsprünge 108 im Knochen eingebettet werden.
Wie in den Fig. 9 und 10 dargestellt, haben die Schraubenlöcher 102 im wesentlichen eine runde Form und sind vorzugsweise Schlitze mit halbrunden Enden. Die Schraubenlöcher 102 haben kugelige Senkungen, um einer Bewegung der Knochen infolge des Gleitens der Platten vorzubeugen. Wie oben angemerkt, sind die Löcher 102 in der Längsachse der Platte ausgerichtet. Die Schraubenlöcher 102 können ebenso gut eine andere Form haben, wie beispielsweise eine eiförmige oder eine elliptische.
Bezugnehmend auf die Fig. 8 und 10A bis 13B hat die Platte 100 eine Lateralfläche 118 und eine Medialfläche 120. Jedes Schraubenloch 102 hat vorzugsweise einen im wesentlichen keilförmigen Querschnitt. Die Keilform der Schraubenlöcher 102 kann dadurch erreicht werden, daß jedes Loch 102 in einem keilförmigen Vorsprung 122 gebildet wird, der an der dorsalen (den Knochen nicht berührenden) Fläche 124 der Platte 100 angeformt ist. Für Schraubenlöcher, die zur Einpassung der Knochenschrauben eingerichtet sind, die in den Wirbelknochen C&sub3; bis C&sub7; verankert werden sollen, hat der keilförmige Vorsprung 122 an der Lateralfläche 118 der Platte einen erhabenen Bereich 126, welcher zur Medialfläche 120 der Platte hin ansteigt. Die Schraubenlöcher 102 sind in den keilförmigen Vorsprüngen 122 schräg ausgebildet, so daß die Schrauben in den Wirbelknochen unter einem optimalen Winkel eingebracht werden können.
Die in den Fig. 10A, 10B und 12 dargestellten Platten 100 sind zur Anbringung an den Halswirbelknochen 3 bis 7 vorgesehen. Die in solchen Platten angebrachten Schraubenlöcher 102 sollten vorzugsweise einen Kopf-Ausrichtungswinkel von etwa 15º haben. In entsprechender Weise ermöglichen die keilförmigen Vorsprünge 122 die Herstellung von Schraubenlöchern 102 unter einem Seitenwinkel von etwa 20º. Dementsprechend er strecken sich die zur Verankerung in den Halswirbeln C&sub3; bis C&sub7; vorgesehenen Knochenschrauben in den in Richtung Kopf herausragenden Wirbelknochen vorzugsweise unter einem Winkel von 15º in bezug auf die Dickenachse 142 eines jeden Loches in den Wirbelknochen hinein. Auch erstreckt sich die Schraube in seitlicher Richtung unter einem Winkel von 20º relativ zur Dickenachse 142 eines jeden Loches.
Die Fig. 13A, 13B und 14 zeigen eine Platte mit einem Schraubenloch 116, das besonders an die Einpassung einer Schraube zur Verankerung im Wirbelknochen C&sub2; angepaßt ist. Die Schraubenlöcher 128, 130 und 132 sind, wie oben beschrieben, ausgebildet und zur Einpassung von Schrauben vorgesehen, die jeweils in den Wirbelknochen C&sub3;, C&sub4; und C&sub5; verankert werden sollen.
Infolge der Form des Wirbelknochens C&sub2; sollte eine Knochenschraube in diesem Wirbelknochen unter einem medial zum Kopf hin gerichteten Winkel anstatt unter einem lateral zum Kopf hin gerichteten Winkel angeordnet sein. Demzufolge kann der keilförmige Vorsprung 134 im Loch 116 die Form einer erhabenen Medialseite 134 und einer erhabenen zum Kopf hin gerichteten Seite 138 aufweisen. Die Geometrie des Loches 116 macht es möglich, eine Knochenschraube in die laterale Masse des Wirbelknochens C&sub2; unter einem Winkel von etwa 25º relativ zur Dickenachse 142 eines jeden Loches zum Kopf hin auszurichten. Die Platte ragt auch in medialer Richtung unter einem Winkel von etwa 10º in bezug auf die Dickenachse 142 eines jeden Loches hervor.
Die Fig. 10A, 12, 13A und 14 zeigen die erwünschte gekrümmte Geometrie der den Knochen berührenden Fläche 106 der Platte 100, welche die Eignung der Platte maximiert, sich an die Form der Posteriorflächen der Wirbelknochen anzupassen. Vorzugsweise ist die Platte 100 um ihre Längsachse derart gekrümmt, daß die den Knochen berührende Fläche konvex ist und um ihre Querachse derart, daß ihre den Knochen berührende Fläche 106 konkav ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform folgt die Längskrümmung der Platte 100 einem Bogen mit einem Radius von etwa 165 mm. Die Platte hat eine Querkrümmung, die einem Radius von etwa 22 mm folgt. Dem Fachmann wird es leicht ersichtlich sein, daß die Krümmung der Platte verändert werden kann, um die Anpassung an die Form der Wirbelknochen zu verbessern.
Die Fig. 15A und 15B illustrieren eine alternative Ausführungsform der Platte 100 mit einem dickeren Querschnitt. Die in den Fig. 15A und 15B dargestellte Platte 100 weist eine verdickte beziehungsweise erhabene Lateralseite 140 auf, welche die einzelnen keilförmigen Vorsprünge ersetzt, welche jedes Schraubenloch 102 in den Fig. 8 bis 14 umgeben.
Die hier dargestellte Platte 100 hat vier Schraubenlöcher und ist zum Verbinden von vier Wirbelknochen ausgebildet. Die Platten können auch mit einer größeren oder geringeren Anzahl von Schraubenlöchern konstruiert werden, um mehr oder weniger Wirbelknochen zu verbinden. Typischerweise können die Platten zwischen zwei und fünf Schraubenlöcher aufweisen, um zwei bis fünf Wirbelknochen zu verbinden.
Dem Fachmann wird es offensichtlich sein, daß die erfindungsgemäßen Platten 12 beziehungsweise 100 aus einer Vielfalt hochfester, biologisch kompatibler Werkstoffe hergestellt sein können, die vorzugsweise auch zum MRI-Verfahren kompatibel sind. Nutzbare Werkstoffe sind Polymere, rostfreier Stahl, Titan und Titanlegierungen. Ein häufig bevorzugter Werkstoff ist eine Titan-Aluminium-Legierung mit 90% Titan, 6% Aluminium und 4% Vanadium.
An dem erfindungsgemäßen Plattensystem können zahlreiche Abwandlungen vorgenommen werden, ohne den beabsichtigten Schutzumfang der Ansprüche zu verlassen. Beispielsweise können die in den Knochen eindringenden Vorsprünge eine andere Geometrie haben und auch parallel zur Längsachse der Platten ausgerichtet sein.

Claims

1. Osteosynthese-Plattensystem (10) mit:

einem starren, langgestreckten Plattenelement (12, 100), welches zum Überbrücken und Immobilisieren benachbarter Knochen oder Knochensegmente durch Verankerung des Plattenelementes (12, 100) unter Verwendung einer oder mehrerer Knochenschrauben (14, 104) geeignet ist, wobei das Element (12, 100) eine erste, den Knochen berührende Fläche (18, 106) und eine zweite, den Knochen nicht berührende Fläche (36, 124) aufweist;

einer Vielzahl im wesentlichen runder Schraubenlöcher (19, 20, 102), die sich durch das Element (12, 100) erstrecken, deren jedes eine im wesentlichen kugelige Paßfläche hat, die zum Einpassen von Knochenschrauben (14, 104) geeignet ist;

einer Vielzahl von Knochenschrauben (14, 104), deren jede entgegengesetzt zum im wesentlichen kugeligen Kopf ein mit Gewinde versehenes Ende aufweist, wobei jede Knochenschraube (14, 104) zum Einpassen in das Schraubenloch (19, 20, 102) ausgebildet ist, um das Element (12, 100) im Knochen zu verankern;

Sicherungselementen (15) in der Nähe eines oder mehrerer Schraubenlöcher (19, 20, 102) zur Sicherung der Knochenschrauben (14, 104) am Element (12, 100), um axiale sowie Drehbewegungen der in die Schraubenlöcher (19, 20, 102) eingepaßten und in den Knochen eingreifenden Knochenschrauben (14, 104) zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß

die Sicherungselemente (15) in das Plattenelement (12, 100) integriert sind und eine mit der den Knochen nicht berühren den Fläche (36, 124) des Plattenelementes (12, 100) koplanare Oberseite haben und

eine Vielzahl in den Knochen eindringender Vorsprünge (26, 108) auf der ersten Fläche (18, 106) des Elementes (12, 100) angeordnet ist.

2. Plattensystem (10) nach Anspruch 1, bei welchem das Element (12, 100) zur Anbringung auf den Anteriorflächen von Wirbelknochen ausgebildet ist, derart, daß das Element (12, 100) über mindestens zwei benachbarte Wirbelknochen reicht und sich von der oberen Anteriorkante des dem Gehirn am nächsten liegenden, zu sichernden Wirbelknochens bis zur unteren Anteriorkante des dem Steiß am nächsten liegenden, zu sichernden Wirbelknochens erstreckt.

3. Plattensystem (10) nach Anspruch 2, bei welchem das Element (12, 100) zur Sicherung von zwei bis fünf Rückenwirbelknochen ausgebildet ist.

4. Plattensystem (10) nach Anspruch 1, bei welchem die erste Fläche (18, 106) sowohl um die Quer- als auch um die Längsachse gekrümmt ist, um eine konkave, den Knochen berührende Fläche zu bilden.

5. Plattensystem (10) nach Anspruch 4, bei welchem sich die Länge des Plattenelementes (12, 100) in seiner Längsachse aus einem Bogen von etwa 7º bis 25º entlang eines Radius von 203 mm (8,0 Zoll) ergibt.

6. Plattensystem (10) nach Anspruch 1, bei welchem die in den Knochen eindringenden Vorsprünge (26, 108) aus diskontinuier lichen Strukturen gebildet werden, die sich quer zur Längsachse des Elementes (12, 100) erstrecken.

7. Plattensystem (10) nach Anspruch 6, bei welchem jede Struktur im wesentlichen dreieckigen Querschnitt hat.

8. Plattensystem (10) nach Anspruch 7, bei welchem eine Schneidkante (29, 109) einer jeden Struktur zur Dickenachsen- Mittellinie (32, 111) des Elementes (12, 100) hin gerichtet ist.

9. Plattensystem (10) nach Anspruch 1, bei welchem das Sicherungselement (15) aus einem angrenzend an ein oder mehrere Schraubenloch (Schraubenlöcher) (19, 20, 102) dauerhaft angebrachten Nocken (24) besteht, wobei der Nocken (24) im wesentlichen Eiform aufweist und drehbar ist, um sich an die Oberfläche eines in einem an den Nocken (24) angrenzenden Schraubenloch (19, 20, 102) eingepaßten Schraubenkopfes derart anzulegen, daß eine Axial- und Drehbewegung der Schraube (14, 104) verhindert wird.

10. Plattensystem (10) nach Anspruch 1, bei welchem das Sicherungselement (15, 35) umfaßt:

einen auslenkbaren Arm (44), der einen Teil der Schraubenloch-Paßfläche bildet und

einen benachbart zum auslenkbaren Arm (44) an dem Element (12, 100) angebrachten Nocken (42), wobei der Nocken (42) im wesentlichen Eiform aufweist und derart drehbar ist, daß derselbe an dem Arm (44) anliegt und auf den Arm (44) eine Biegekraft ausübt, der seinerseits eine Radialkraft auf den Schraubenkopf überträgt, um eine Dreh- und Axialbewegung der Schraube (14, 104) zu verhindern.